第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

149 / 2021-06-09 11:10:22

页岩气侧向输导及其对页岩气富集的影响——以四川盆地涪陵地区为例

页岩气；侧向输导；水平缝

页岩油气理论与技术

大量研究表明，非常规页岩普遍具有低孔低渗的特征，且自生自储汇聚成藏。以往的研究主要集中在页岩沉积环境、储层特征以及保存条件对页岩气富集的影响等，很少关注到页岩气在页岩储层中存在侧向输导的可能性。近年来开始有学者以彭水地区为例探讨向斜背景中页岩气侧向散失的运移规律，但是在其他构造背景下，是否存在侧向疏导富集还尚未探究。页岩气侧向输导会改变原有页岩气原地成藏的富集规律，目前研究者们对该问题的研究仅停留在猜测阶段，页岩气在页岩储层中侧向运移规律及其影响目前还没有一个较为明确的总结。由此可见在页岩勘探过程中在除了评估页岩成烃、储集和保存条件外，还需要总结页岩气的侧向输导富集规律。

为了探究上述问题，本文以四川盆地涪陵地区五峰-龙马溪组页岩为研究对象，选取焦页1井和焦页87-3井钻井岩心及页岩气样品，采用钻井岩心裂缝描述、页岩气稳定碳同位素测试及盆地模拟相结合的方法对涪陵地区五峰-龙马溪组页岩气侧向疏导的现象及其影响进行研究。

    结果显示：1、研究区目的层段水平缝分布呈现出三段式特征，底部水平缝极为发育，顶部次之，中部水平缝较少。2、研究区甲烷碳同位素在页岩底部分布范围较广，中部页岩气甲烷碳同位素趋于集中，在顶部页岩气甲烷碳同位素分布呈现出弱集中的特征。3、联合古今含气量分布剖面图，在构造缓慢抬升过程中，西侧单斜目的层的页岩含气量逐渐小于焦石坝主体区页岩含气量的特征表明，页岩气在地层抬升期逐渐发生侧向输导。在构造形态形成后期气势分布剖面显示西侧地层气势整体大于焦石坝主体区气势，为页岩气运移提供了主要的驱动力。

水平缝分布特征表明研究区目的层页岩存在明显的三分特征，即底层水平缝密度较大、顶层水平缝密度次之，与页岩气碳同位素底部分布范围广，顶部分布次之的特征具有良好对应关系，说明裂缝对页岩气的疏导起到贡献作用。构造运动及储层超压均会触发裂缝产生机制。前人研究结果表明涪陵地区主变形期发生在85Ma左右，地层构造样式也主要形成于这个阶段，构造作用直接导致两个页岩气井的埋深差异，进而导致江东及焦石坝两个区块的页岩气气势不同。页岩储层具有低孔低渗的特征导致超压在水平方向上具有较强的非均质性，当抬升幅度大于2500米或埋深小于3000米时，在储层超压作用下，页岩层位中会产生非连续的水平缝。气势差是页岩气发生侧向输导的主要驱动力。页岩气会自发的从气势高部位向气势低部位发生运移，进而使页岩气从江东区块向焦石坝主体区输导富集，需要指出，这种输导作用是短距且漫长的。因此在漫长地质时间尺度下，页岩气的输导富集是可以实现的。综上，在单斜地区生成的页岩气可以通过裂缝体系向主体区输导，且在焦石坝主体区富集。

       结论：页岩气甲烷碳同位素特征及盆地模拟结果显示下志留统五峰-龙马溪组页岩气在涪陵地区存在侧向输导特征，侧向输导导致页岩气在构造高部位富集；地层超压产生的水平缝为页岩气主要输导通道，气势差为主要驱动力。